评论 | Blood：MicroRNA免疫调节疗法
编译：小北，编辑：十九、江舜尧。
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MicroRNA由一组小的非编码RNA构成，通过靶向负调控基因mRNA的稳定性或者翻译水平从而降低目的基因的表达。MicroRNA在多个物种中都是高度保守的，具有高度的细胞和组织特异性，以致于破坏microRNA的表达会导致炎症和癌症等一系列疾病的发生。
论文ID
原文：MicroRNA immunomodulating therapeutics
译名：MicroRNA免疫调节疗法
期刊：Blood
影响因子：16.562
发表时间：2020年1月16日
作者：Sara E. Meyer
单位：Thomas Jefferson University
DOI：10.1182/blood.2019004106.
参考文献：Myeloid cell–targeted miR-146a mimic inhibits NF-κB–driven inflammation and leukemia progression invivo. DOI：10.1182/blood.2019002045.
前言
MicroRNA由一组小的非编码RNA构成，通过靶向负调控基因mRNA的稳定性或者翻译水平从而降低目的基因的表达。MicroRNA在多个物种中都是高度保守的，具有高度的细胞和组织特异性，以致于破坏microRNA的表达会导致炎症和癌症等一系列疾病的发生。
对microRNA的主要研究目标是揭示microRNA在疾病治疗中的杠杆作用，即通过阻断或者恢复microRNA的正常水平，减轻或者加强特定的靶基因的表达，从而阻断疾病的进程。目前一些具有治疗潜能的特定microRNA已经被鉴定出来，但是最大的障碍是如何实现以microRNA为基础的治疗模式。尽管已经有研究通过优化核酸的化学修饰使RNA在体内更加的稳定，但是避开肝脏的吸收和代谢，microRNA的细胞和组织特异性使RNA干扰基础上的治疗仍然面临巨大的挑战，特别是血液疾病和肿瘤。
miRNA全基因组测序结果显示骨髓性白血病相关的位点图谱中，miR-146a作为一个重要的调节因子在伴有del（5q）的骨髓增生异常综合征（MDS）及急性髓系白血病（AML）中缺失。且研究发现，miR-146a的缺失通过依赖IRAK1和TRAF6激活NF-κB信号通路引发骨髓增生异常综合征（MDS）及急性髓系白血病（AML）。在非癌的髓性细胞中，miR-146a的减少导致了IL-6和其他炎症因子的表达，从而导致自身免疫疾病以及肿瘤的发生。
文章剖析Yu-Lin Su等人2020年发表在Blood上的文章：Myeloidcell–targeted miR-146a mimic inhibitsNF-κB–driven inflammation and leukemia progressionin vivo，进一步阐释了文章的亮点“与microRNA偶联的免疫调节方法能够有效的抵消一些常见的炎症反应以及髓系疾病的状态”，概述了靶向microRNA治疗的潜在可能性。
主要内容
NF-kB是炎症反应以及癌症发生发展中的重要调节因子，特别是在骨髓性白血病的致癌进程中发挥重要的作用。而靶向NF-kB的抑制剂却面临巨大的挑战。结合已有文献报道miR-146a在伴有del（5q）的骨髓增生异常综合征（MDS）及急性髓系白血病（AML）中缺失，且miR-146a的关键靶基因在TLR信号通路中发挥重要作用，包括调节NF-kB转录活性的重要因子 IRAK1和TRAF6。Yu-Lin Su等人2020年发表在Blood上的文章（Myeloid cell–targeted miR-146amimic inhibits NF-κB–driven inflammation and leukemia progression in vivo）首先优化了已有的scavenger receptor（SR）/Toll样受体9（TLR9）-靶向的平台，形成与miR-146a偶联的靶向TLR9的A类寡聚核苷酸受体类似物（C-miR146a），该耦联分子对NF-kB及其下游的靶基因IL-6和L-10保持失活的转态，作者采用化学修饰的方法验证了它的最大活性以及靶向特异性（图1）。
MiR-146a的下游靶基因IRAK1和TRAF6是NF-κB signaling信号通路的上游调节因子，为了进一步验证C-miR146a类似物是否调节NF-κB signaling信号通路中的IRAK1和TRAF6两个关键基因，作者首先采用3’UTR荧光素酶报告系统进行检测，结果发现C-miR146a类似物能够降低IRAK1和TRAF6两个基因3’UTR荧光素酶受体的活性（Figure 2A）。同时在小鼠RAW264.7巨噬细胞中发现IRAK1和TRAF6两个基因的蛋白表达水平明显降低，虽然在人类MDSL细胞中只有IRAK1的蛋白水平发生了相应的变化（Figure 2B）。由于活化的NF-κB能够转运入核，作者通过免疫荧光实验证实，C-miR146a类似物能够有效的封闭NF-κB转运入核（Figure 2C）。Gelshift实验也证实C-miR146a类似物能够能够降低NF-κB与DNA结合的能力，进而影响转录水平（Figure 2D，Figure 2E）。以上结果均证实了C-miR146a类似物靶向NF-κB的有效性。
作者的科学问题旨在解决髓性细胞系中miR-146a缺失引起的NF-kB信号通路紊乱。结合上述实验结果C-miR146a类似物是有效的，那么如何将其有效的转运至髓性细胞中呢？作者通过荧光实时定量PCR技术检测了miR146a缺失的小鼠器官中C-miR146a类似物在生物体内的分布是否具有时间和剂量依赖性。一系列的实验结果也证实在低剂量的条件下C-miR146a类似物在生物体内的分布能够暂时恢复miR-146a的生物学活性（Figure 3）。
在miR-146a缺失的疾病中，IRAK1和TRAF6过量表达，激活了NF-kB信号通路，炎症因子生成，从而导致髓系恶性血液病的产生。此外，B细胞淋巴瘤中，NF-kB介导的白细胞介素（IL6）从单核细胞的产生和释放是CAR-T（细胞因子释放综合征与嵌合抗原受体T细胞）免疫治疗的重要因素。基于以上结果，Su等人进一步揭示体内恢复miR-146a的表达能够延长植入del（5q）AML细胞小鼠的存活，并且在承受淋巴瘤的小鼠中，通过CD19 CAR-T细胞疗法能够显著降低过量细胞因子的生成。令人新奇的是，研究者跨越测试的模型，利用与miR-146a偶联的策略，选择了一种与miR-146a偶联的靶向TLR9的A类寡聚核苷酸受体，进一步阐释了克服肝脏吸收，特异性，细胞毒性等挑战，在根植于炎症反应的肿瘤或其他疾病的治疗中靶向NF-kB信号通路具有潜在的治疗价值。
基于以上模型的构建，作者进一步探究了该模型是否真正发挥生物学功能，结合髓性细胞在miR-146a缺失的小鼠模型中显著扩增伴随刺激克隆形成因子1的受体CSF1R表达升高这一生物学特征，以取自miR-146a缺失小鼠模型中的骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）为例，作者首先检测C-miR146a类似物传递是否能够有效的抑制细胞增殖这一表型。结果发现伴随增殖的减少，细胞表面的CSF1R的表达水平也显著降低。连续两周重复处理C-miR146a类似物再次验证了上述结论。为进一步探究其功能学上的研究意义，作者接下来在miR-146a缺失小鼠模型中检测了C-miR146a类似物传递是否能够减轻细菌内毒素引起的炎症反应。ELASA实验结果证实，在miR-146a缺失小鼠模型中LPS引起的细胞因子反应更大更长远，相反转入C-miR146a类似物的处理，IL-6明显降低。实验结果也证实，在正常小鼠内，C-miR146a类似物对炎症因子的调控作用是有限的，这一结果也再次证实是体内表达的miR-146a对细胞因子的产生发挥适度的负调控作用。
纵观目前对于microRNA的研究现状，靶向microRNA的治疗尚未应用到临床治疗，有趣的是大多数microRNA都是单条链的，这一结构特点使它在体内可以优化改造。但是转录抑制因子microRNA如何替代或者说如何恢复它在生物体内的表达仍然面临着巨大的挑战。目前通过化学修饰使得核苷酸停滞进而影响microRNA细胞内的活性，但是microRNA类似物的药理形成也导致了一系列的免疫毒性，如何让microRNA发挥最大的生物学意义呢？Su等人的研究将靶向miRNA的研究在治疗髓性疾病的发展上迈出了重要的一步，也为在其他细胞类型中进一步优化创新与miRNA偶联的治疗策略奠定了基础。
描述了用miR-146a共轭疗法治疗的2种不同的小鼠骨髓异种移植模型，这些模型通过表面受体进入骨髓细胞。（左）具有人类del（5q）AML的鼠标。（右）患有人类淋巴瘤的小鼠，在用CD19 CAR-T细胞疗法治疗后会产生髓样来源的CRS。在髓样细胞内部，传递的miR-146a靶向TRAF6和IRAK1，阻断NF-κB介导的炎性细胞因子IL1和IL6的产生。
结论
“与microRNA偶联的免疫调节方法能够有效的抵消一些常见的炎症反应以及髓系疾病的状态”，靶向microRNA治疗潜在的可能性。
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